幕墙设计计算书样本

'（）幕墙设计计算建筑概况:本大厦位于（北京）地区，建筑物总高度为(H)米。抗震设防烈度按(8)度计算，抗震措施按(9)度设防考虑，基本风压(0.45)kN/m^2。整体外立面幕墙采用（）幕墙结构。所有计算中心按本部分幕墙在最危险情况下最危险点校核。Ⅰ.设计依据:《建筑结构荷载规范》GB50009-2001《钢结构设计规范》GB50017-2003《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-96《建筑玻璃应用技术规程》JGJ113-2003《建筑结构静力计算手册》（第二版）《01BY101建筑幕墙胶缝构造图集》《幕墙墙玻璃接缝密封胶》《建筑用硅酮结构密封胶》GB16776-1997《建筑结构抗震规范》GBJ11-89《高层民用建筑设计防火规范》GB50045-95《建筑物防雷设计规范》GB50057-94《铝合金建筑型材》GB/T5237-93《民用建筑隔声设计规范》GBJ118-88《民用建筑热工设计规范》GB50176-93《夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准》JGJ75-2003由设计院设计并由甲方提供的工程图纸。Ⅱ.基本计算公式:(1).场地类别划分:根据地面粗糙度,场地可划分为以下类别:A类近海面,海岛,海岸,湖岸及沙漠地区;B类指田野,乡村,丛林,丘陵以及房屋比较稀疏的乡镇和城市郊区;C类指有密集建筑群的城市市区;D类指有密集建筑群且房屋较高的城市市区;（）按（）类地区计算风压(2).风荷载计算:幕墙属于薄壁外围护构件，根据《建筑结构荷载规范》GB50009-20017.1.1采用风荷载计算公式:Wk=βgz×μz×μs×W0其中:Wk---作用在幕墙上的风荷载标准值(kN/m^2)βgz---瞬时风压的阵风系数,按《建筑结构荷载规范》GB50009-2001取定μz---风压高度变化系数,按《建筑结构荷载规范》GB50009-2001取定,根据不同场地类型,按以下公式计算:本工程属于（）类地区,故μz=（）μs---风荷载体型系数,按《建筑结构荷载规范》GB50009-2001取为：(0.8)W0---基本风压,按全国基本风压图,（北京）地区取为()kN/m^2,第-26-页共26页 (3).地震作用计算:qEAk=βE×αmax×GAK其中:qEAk---水平地震作用标准值βE---动力放大系数,按3.0取定αmax---水平地震影响系数最大值,按相应设防烈度取定:6度:αmax=0.047度:αmax=0.088度:αmax=0.169度:αmax=0.32(北京)设防烈度为(8)度,故取αmax=(0.160)GAK---幕墙构件的自重(N/m^2)(4).荷载组合:结构设计时，根据构件受力特点，荷载或作用的情况和产生的应力(内力)作用方向，选用最不利的组合，荷载和效应组合设计值按下式采用：S=γGSG+γwφwSw+γEφESE+γTφTSTγG=1.0γw=1.0γT=1.0γE=1.0(计算位移和挠度时)(JGJ102--96)γG=1.2γw=1.4γT=1.2γE=1.3(计算幕墙构件、连接件和预埋件时)(JGJ102--96)各项分别为永久荷载：重力；可变荷载：风荷载、温度变化；偶然荷载：地震水平荷载标准值:qk=Wk+0.6qEAk水平荷载设计值:q=1.4Wk+0.6×1.3qEAk荷载和作用效应组合的分项系数,按以下规定采用:①对永久荷载采用标准值作为代表值，其分项系数满足：a.当其效应对结构不利时：对由可变荷载效应控制的组合，取1.2；对有永久荷载效应控制的组合，取1.35b.当其效应对结构有利时：一般情况取1.0；对结构倾覆、滑移或是漂浮验算，取0.9②可变荷载根据设计要求选代表值，其分项系数一般情况取1.4一、风荷载计算1、标高为（H）处风荷载计算(1).风荷载标准值计算:Wk:作用在幕墙上的风荷载标准值(kN/m^2)W0---基本风压,按全国基本风压图,北京地区取为()kN/m^2,βgz:（H）m高处阵风系数(按（C）类区计算):μz:（H）m高处风压高度变化系数(按（C）类区计算):(GB50009-2001)风荷载体型系数μs=(0.8)Wk=βgz×μz×μs×W0(GB50009-2001)=()kN/m^2(2).风荷载设计值:W:风荷载设计值:kN/m^2rw:风荷载作用效应的分项系数：1.4按《建筑结构荷载规范》GB50009-20013.2.5规定采用W=rw×Wk=()kN/m^2第-26-页共26页 二、玻璃的选用与校核玻璃的选用与校核:本处选用玻璃种类为:钢化玻璃玻璃分格1.玻璃面积:B:该处玻璃幕墙分格宽:()mH:该处玻璃幕墙分格高:()mA:该处玻璃板块面积:A=B×H=()m^22.玻璃厚度选取:Wk:风荷载标准值:()kN/m^2A:玻璃板块面积:()m^2K3:玻璃种类调整系数:()(JGJ113—2003)试算:C=Wk×A×10/3/K3T=2×(1+C)^0.5-2=()mm玻璃选取厚度为()mm3.该处玻璃板块自重:GAK:玻璃板块平均自重(不包括铝框)(KN/m^2):G:玻璃板块自重(不包括铝框)(KN):t:玻璃板块厚度:()mm玻璃的体积密度为:(25.6)(KN/M^3)(JGJ102-965.2.1)BT_L中空玻璃内侧玻璃厚度为:()(mm)BT_w中空玻璃外侧玻璃厚度为:()(mm)GAK=(25.6)×(Bt_L+Bt_w)/1000=()KN/m^2G=(25.6)×B×H×(Bt_L+Bt_w)/1000=()KN4.该处垂直于玻璃平面的分布水平地震作用:αmax:水平地震影响系数最大值:()qEAk:垂直于玻璃平面的分布水平地震作用(kN/m^2)qEAk=3×αmax×GAK(JGJ102-965.2.4)第-26-页共26页 =()kN/m^2rE:地震作用分项系数:1.3qEA:垂直于玻璃平面的分布水平地震作用设计值(kN/m^2)qEA=rE×qEAk=1.3×qEAK=()kN/m^2PEK:平行于玻璃幕墙平面的集中地震作用:(kN)βE:动力放大系数,按3.0取定G:幕墙玻璃构件的重量(KN):()αmax:地震影响系数()PEK=βE×αmax×G=()kN平行于玻璃幕墙平面的集中地震作用设计值:PE=rE×PEK=1.3×PEK=()kN5.玻璃的强度计算:校核依据:σ≤ｆg=()(强度设计值)(JGJ102-965.3.1)q:玻璃所受组合荷载:B:玻璃短边边长:()mH:玻璃长边边长:()mt:玻璃厚度:()mm中空玻璃的厚度取单片外侧玻璃厚度的1.2倍;夹层玻璃的厚度取单片玻璃厚度1.25倍;ψ:玻璃板面跨中弯曲系数,按边长比a/b查(JGJ102--96)表5.4.1得()σw:玻璃所受应力:采用SW+0.6SE组合:q=W+0.6×qEA=()kN/m^2σw=6×ψ×q×B^2×1000/(1.2×t)^2(JGJ102-965.4.1)=()N/mm^2()N/mm^2≤ｆg=()N/mm^2(强度设计值)玻璃的强度满足6.玻璃温度应力计算:校核依据:σmax≤[σ]=58.800N/mm^2(JGJ102-965.3.1)(1)在年温差变化下,玻璃边缘与边框间挤压在玻璃中产生的挤压温度应力为:E:玻璃的弹性模量:(0.72×10^5)N/mm^2(JGJ102-965.3.4)α^t:玻璃的线膨胀系数:1.0×10^-5(JGJ102-965.3.5)△Ｔ:年温度变化差:(80)℃c:玻璃边缘至边框距离,取(5)mmdc:施工偏差,可取(3)mm,按5.4.3选用(JGJ102-96)b:玻璃长边边长:()m在年温差变化下,玻璃边缘与边框间挤压在玻璃中产生的第-26-页共26页 温度应力为:σt1=E(a^t×△Ｔ-(2c-dc)/b/1000)(JGJ102-965.4.3)=()N/mm^2计算值为负,挤压应力取为零.()N/mm^2＜(58.800)N/mm^2玻璃边缘与边框间挤压温度应力可以满足要求(2)玻璃中央与边缘温度差产生的温度应力:μ1:阴影系数:按《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-96表5.4.4-1得(1.000)μ2:窗帘系数:按《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-96表5.4.4-2得(1.000)μ3:玻璃面积系数:按《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-96表5.4.4-3得(1.130)μ4:边缘温度系数:按《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-96表5.4.4-4得(0.380)a:玻璃线胀系数:(1.0×10^-5)I0:日照量(3027.600)(KJ/M^2h)t0:室外温度(-10.000℃)t1:室内温度(40.000℃)Ｔc0:室外侧玻璃中部温度(依据JGJ113-97附录B计算);Ｔc1:室内侧玻璃中部温度(依据JGJ113-97附录B计算);A0:室外侧玻璃总吸收率;A1:室内侧玻璃总吸收率;α0:室外侧玻璃的吸收率为(0.180)α1:室内侧玻璃的吸收率为(0.180)τ0:室外侧玻璃的透过率为(0.073)τ1:室内侧玻璃的透过率为(0.073)γ0:室外侧玻璃反射率为(0.747)γ1:室内侧玻璃反射率为(0.747)A0=α0×［1+τ0×γ1/(1-γ0×γ1)］(JGJ113-97B.0.3-7)=(0.202)A1=α1×τ0/(1-γ0×γ1)(JGJ113-97B.0.3-8)=(0.030)单片玻璃板中心温度Ｔc按下式计算：Ｔc=0.0121)当中空玻璃空气层厚为:6mm时Ｔc0=I0×(0.0148×A0+0.00724×A1)+0.788×t0+0.212×t1(JGJ113-2003B.0.3-1)=()℃Ｔc1=I0×(0.00724×A0+0.0207×A1)+0.394×t0+0.606×t1(JGJ113-2003B.0.3-2)=()℃2)当中空玻璃空气层厚为:9mm时Ｔc0=I0×(0.0147×A0+0.00679×A1)+0.801×t0+0.199×t1(JGJ113-2003B.0.3-3)=()℃Ｔc1=I0×(0.00679×A0+0.0215×A1)+0.370×t0+0.630×t1(JGJ113-2003B.0.3-4)第-26-页共26页 =()℃3)当中空玻璃空气层厚为:12mm时Ｔc0=I0×(0.0150×A0+0.00625×A1)+0.817×t0+0.183×t1(JGJ113-2003B.0.3-5)=(8.896)℃Ｔc1=I0×(0.00625×A0+0.0225×A1)+0.340×t0+0.660×t1(JGJ113-2003B.0.3-6)=(28.851)℃因此，中空玻璃中部温度最大值为max(Ｔc0,Ｔc1)=(28.851)℃Ｔs:玻璃边缘部分温度(依据JGJ113-2003附录B计算):Ｔs=(0.65×t0+0.35×t1)(JGJ113-2003B.0.4)=(0.65×(-10.000)+0.35×(40.000))=(7.500)℃△t:玻璃中央部分与边缘部分温度差:△t=Ｔc-Ｔs=21.351℃玻璃中央与边缘温度差产生的温度应力:σt2=0.74×E×a×μ1×μ2×μ3×μ4×(Ｔc-Ｔs)(JGJ102-965.4.4)=0.74×(0.72×10^5)×(1.0×10^-5)×μ1×μ2×μ3×μ4×△t=()N/mm^2＜(58.800)N/mm^2玻璃中央与边缘温度差产生的温度应力可以满足要求单片玻璃板中心温度Ｔc按下式计算：Ｔc=0.012×I0×α0+0.65×t0+0.35t1夹层玻璃的温度应力计算:1)当夹层玻璃中间膜厚为:0.38mm时Ｔc0=I0×(0.0120×A0+0.00118×A1)+0.654×t0+0.346×t1(JGJ113-2003B.0.2-1)=()℃Ｔc1=I0×(0.00118×A0+0.0122×A1)+0.642×t0+0.357×t1(JGJ113-2003B.0.2-2)=()℃2)当夹层玻璃中间膜厚为:0.76mm时Ｔc0=I0×(0.0121×A0+0.00117×A1)+0.658×t0+0.342×t1(JGJ113-2003B.0.2-3)=()℃Ｔc1=I0×(0.00117×A0+0.0124×A1)+0.636×t0+0.364×t1(JGJ113-2003B.0.2-4)=()℃3)当夹层玻璃中间膜厚为:1.52mm时Ｔc0=I0×(0.0122×A0+0.00114×A1)+0.665×t0+0.335×t1(JGJ113-2003B.0.2-5)=(8.896)℃Ｔc1=I0×(0.00114×A0+0.0129×A1)+0.622×t0+0.378×t1(JGJ113-2003B.0.2-6)=(28.851)℃4)以上公式中AO、AI应分别按下式计算AO=α0A1=α1×τ0因此，中空玻璃中部温度最大值为max(Ｔc0,Ｔc1)=(28.851)℃Ｔs:玻璃边缘部分温度(依据JGJ113-2003附录B计算):Ｔs=(0.65×t0+0.35×t1)(JGJ113-2003B.0.4)=(0.65×(-10.000)+0.35×(40.000))第-26-页共26页 =(7.500)℃△t:玻璃中央部分与边缘部分温度差:△t=Ｔc-Ｔs=21.351℃玻璃中央与边缘温度差产生的温度应力:σt2=0.74×E×a×μ1×μ2×μ3×μ4×(Ｔc-Ｔs)(JGJ102-965.4.4)=0.74×(0.72×10^5)×(1.0×10^-5)×μ1×μ2×μ3×μ4×△t=()N/mm^2＜(58.800)N/mm^2玻璃中央与边缘温度差产生的温度应力可以满足要求7.玻璃最大面积校核:单片玻璃:Azd:玻璃的允许最大面积(m^2)Wk:风荷载标准值:()kN/m^2t:单片玻璃的厚度:()mmα1:玻璃种类调整系数:()(JGJ102-96)表6.2.7.1Azd=0.3α1/Wk(t+t^2/2)夹层(中空)玻璃:t1:夹层(中空)玻璃中较薄玻璃的厚度:()mmt2:夹层(中空)玻璃中较厚玻璃的厚度:()mmα2:玻璃种类调整系数:()用夹层玻璃制作的中空玻璃为0.24,用普通玻璃制作的中空玻璃为0.22,用钢化玻璃制作的中空玻璃为0.66。(JGJ102-96)表6.2.7.1A:计算校核处玻璃板块面积:()m^2Azd=α2×(t2+t2^2/4)×(1+(t1/t2)^3)/Wk=()m^2(JGJ102-966.2.7-2)A=()m^2≤Azd=()m^2可以满足使用要求三、铝板强度校核:板强度校核:校核依据：σ=M/W=6×m×q×L^2×η/t^2≤fa=(129.500)N/mm^2B:宽度:()mH:高度:()mt:金属板厚度:(2.0)mm第-26-页共26页 L:取金属板短边长:()mmm1:弯矩系数,按短边与长边的边长比(B/H=())查表得:()Wk:风荷载标准值:()N/m^2垂直于平面的分布水平地震作用:qEAk:垂直于幕墙平面的分布水平地震作用(kN/m^2)qEAk=5×αmax×GAK(JGJ102-965.2.4)=()kN/m^2荷载设计值为：q=1.4×Wk+1.3×0.6×qEAk=()kN/m^2θ=Wk×L^4×10^9/Et^4=()η:折减系数，按θ=()查表得:()A板截面最大弯矩应力值为:σ=6×m1×q×L^2×10^3×η/t^2=()N/mm^2()N/mm^2≤(129.500)N/mm^2强度可以满足要求板挠度校核:校核依据:ｆ/L≤1/100H:长边边长:()mB:短边边长:()mt:板厚度:(2.0)mmE:弹性模量:(70000.000)N/mm^2Ix:惯性矩:()mm^4荷载标准值为：qK=Wk+0.6×qEAkD:板弯曲刚度:D=5×(qwk+0.6×qEk)×H^4×10^7/384/(0.7)/Ix=(2)mm板挠度与边长比值:Du=U/L/1000=()()≤1/100板挠度可以满足要求四、铝框计算:第-26-页共26页 强度计算:（单位：毫米）1.选用横梁型材的截面特性:型材强度设计值:(84.2)N/mm^2型材弹性模量:E=(0.7×10^5)N/mm^2X轴惯性矩:Ix=()cm^4Y轴惯性矩:Iy=()cm^4X轴抵抗矩:Wx1=()cm^3X轴抵抗矩:Wx2=()cm^3Y轴抵抗矩:Wy1=()cm^3Y轴抵抗矩:Wy2=()cm^3型材截面积:A=()cm^2型材计算校核处壁厚:t=()mm型材截面面积矩:Ss=()cm^3塑性发展系数:γ=1.05M:计算单元弯矩(kN·m):Wk:作用在幕墙上的风荷载标准值为()(kN/m^2)qEAk:垂直于幕墙平面的分布水平地震作用为()(kN/m^2)荷载设计值为：q=1.4×Wk+1.3×0.6×qEAk=()kN/m^2M:风荷载和地震作用下铝框弯矩(kN·m):M=q×B/2×H^2/8=()kN·m校核依据:N/A+M/γ/W≤ｆa=(84.2)N/mm^2(拉弯构件)(JGJ102-965.5.3)B:铝板分格宽:()mGAk:铝板自重:()N/m^2铝板自重线荷载:Gk=GAk×B/1000=()kN/mNk:立柱受力:第-26-页共26页 Nk=Gk×H(铝框高度)=()kNN:立柱受力设计值:rG:结构自重分项系数:1.2N=1.2×Nk=()kNσ:立柱计算强度(N/mm^2)(立柱为拉弯构件)N:立柱受力设计值:(N)kNA:立柱型材截面积:()cm^2M:立柱弯矩:()kN·mWx2:立柱截面抗弯矩:()cm^3γ:塑性发展系数:1.05σ=N×10/A+M×10^3/1.05/Wx2=()N/mm^2σ=()N/mm^2≤ｆa=(84.2)N/mm^2铝框强度可以满足铝框的刚度计算:校核依据:Umax≤[U]=20mm且Umax≤(L/180)=()mmUmax:立柱最大挠度Umax=5×(qwk+0.6×qEk)×H^4×1000/384/(0.7)/Ix立柱最大挠度Umax为:()mm≤(20)mmDu:立柱挠度与立柱计算跨度比值:H:立柱计算跨度:()mDu=U/H/1000=()≤1/180铝框刚度满足要求.五、幕墙玻璃板块结构胶计算:幕墙玻璃板块结构胶计算:该处选用结构胶类型为:（SS622）第-26-页共26页 1.按风荷载和自重效应,计算结构硅酮密封胶的宽度:(1)风载荷作用下结构胶粘结宽度的计算:Cs1:风载荷作用下结构胶粘结宽度(mm)Wk:风荷载标准值:（）kN/m^2a:矩形分格短边长度:（）mmf1:结构胶的短期强度允许值:0.14N/mm^2按5.6.3条规定采用Cs1=Wk×a/2000/0.14(JGJ102-965.6.4-1)=（）mm取（）mm(2)自重效应胶缝宽度的计算:Cs2:自重效应胶缝宽度(mm)B:幕墙分格宽:（）mmH:幕墙分格高:（）mmt:玻璃厚度:（）mmf2:结构胶的长期强度允许值:0.007N/mm^2按5.6.3条规定采用Cs2=H×B×(Bt_l+Bt_w)×25.6/(H+B)/2000/7(JGJ102-965.6.4-2)=（）mm取（）mm(3)结构硅酮密封胶的最大计算宽度:（）mm2.结构硅酮密封胶粘接厚度的计算:(1)温度变化效应胶缝厚度的计算:Ts3:温度变化效应结构胶的粘结厚度:mmδ1:结构硅酮密封胶的温差变位承受能力:（12.5）%（01BY101建筑幕墙胶缝构造图集表15）H:幕墙分格高:（）mm△Ｔ:年温差:（80）℃（JGJ102--96）Us:玻璃板块在年温差作用下玻璃与铝型材相对位移量:mm铝型材线膨胀系数:a1=（2.35×10^-5）玻璃线膨胀系数:a2=（1×10^-5）（JGJ102—96表5.3.5）Us=H×△Ｔ×(2.35-1)/100000=()mmTs3=Us/(δ1×(2+δ1))^0.5(JGJ102-965.6.6-1)=()mm(2)地震作用下胶缝厚度的计算:Ts4:地震作用下结构胶的粘结厚度:mmH:幕墙分格高:()mθ:幕墙层间变位设计变位角(0.0077)ψ:胶缝变位折减系数(0.700)（01BY101建筑幕墙胶缝构造图集表21）δ2:结构硅酮密封胶的地震变位承受能力:(%)（01BY101建筑幕墙胶缝构造图集表15）Ts4=θ×H×ψ×1000/(δ2×(2+δ2))^0.5=()mm3.胶缝推荐宽度为:(宽度中的较大值)mm胶缝推荐厚度为:(Ts3Ts4)中较大值mm4.胶缝强度验算第-26-页共26页 胶缝选定宽度(Cs1)为:()mm胶缝选定厚度(Cs2)为:()mm(1)短期荷载和作用在结构胶中产生的拉应力:Wk:风荷载标准值:()kN/m^2B:矩形分格短边长度:()mCs1:结构胶粘结宽度:()mmσ1=Wk×B×0.5/Cs1=()N/mm^2(2)短期荷载和作用在结构胶中产生的剪应力:Cs2:结构胶粘结厚度:()mmH:幕墙分格高:()mB:幕墙分格宽:()mt:玻璃厚度:()mmσ2=25.6×H×B×t/Cs2/(B+H)/1000=()N/mm^2(3)短期荷载和作用在结构胶中产生的总应力:σ=(σ1^2+σ2^2)^0.5=()N/mm^2≤（0.14）N/mm^2结构胶强度可以满足要求六、固定片（压板）计算:固定片（压板）计算:Wfg_x:计算单元总宽为()mmHfg_y:计算单元总高为()mmHyb1:压板上部分高为()mmHyb2:压板下部分高为()mmWyb:压板长为(60.0)mmHyb:压板宽为(30.0)mmByb:压板厚为(8)mmDyb:压板孔直径为(6.0)mm第-26-页共26页 Wk:作用在玻璃幕墙上的风荷载标准值为()(kN/m^2)qEAk:垂直于玻璃幕墙平面的分布水平地震作用为()(kN/m^2)A:每个压板承受作用面积(m^2)A=(Wfg_x/1000)×(Hyb1+Hyb2)/1000/2=()(m^2)Pwk:每个压板承受风荷载标准值(KN)Pwk=Wk×A=()(KN)Pw:每个压板承受风荷载设计值(KN)Pw=1.4×Pwk=()(KN)Mw:每个压板承受风荷载产生的最大弯矩(KN.M)Mw=Pw×(Wyb/2)=()(KN.M)Pek:每个压板承受地震作用标准值(KN)Pek=qEAK×A=()(KN)Pe:每个压板承受地震作用设计值(KN)Pe=1.3×Pek=()(KN)Me:每个压板承受地震作用产生的最大弯矩(KN.M)Me=Pe×(Wyb/2)=()(KN.M)采用Sw+0.6Se组合M:每个压板承受的最大弯矩(KN.M)M=Mw+0.6×Me=()(KN.M)W:压板截面抵抗矩(MM^3)W=((Hyb-Dyb)×Byb^2)/6=()(MM^3)I:压板截面惯性矩(MM^4)I=((Hyb-Dyb)×Byb^3)/12=()(MM^4)σ=10^6×M/W=()(N/mm^2)σ=()(N/mm^2)≤(84.2)(N/mm^2)强度满足要求U:压板变形(MM)U=1000(Pwk+0.6×Pek)×Wyb^3/(48×E×I)=()MMDu:压板相对变形(MM)Du=U/L=U/(Wyb/2)Du=()≤1/150符合要求Nvbh:压板螺栓(受拉)承载能力计算(N):D:压板螺栓有效直径为()(MM)fbt:螺栓抗拉强度设计值(N/mm^2)Nvbh=(π×D^2×fbt)/4=()(N)(GB50017--20037.2.1-5)Nvbh=()(N)≥2×(Pw+0.6×Pe)(N)满足要求Nvbh:压板螺栓(受剪)承载能力计算(N):Wfg_x:计算单元总宽为()mmHfg_y:计算单元总高为()mm第-26-页共26页 Hyb1:压板上部分高为()mmHyb2:压板下部分高为()mmG:玻璃板块自重(不包括铝框)(KN):G=(25.6)×B×H×(Bt_L+Bt_w)/1000=()(KN)fbv:螺栓抗剪强度设计值(N/mm^2)Nvb:螺栓抗剪承载力设计值(N/mm^2)螺栓个数(压板个数)为:N=(Wfg_x+Hfg_y)×2/(Hyb1+Hyb2)Nvb=N(π×D^2×fbv)/4/1000≥G(KN)(GB50017--20037.2.1-1)七、幕墙横梁计算幕墙横梁计算:1.选用横梁型材的截面特性:型材强度设计值:(84.2)N/mm^2(JGJ102—96表5.3.2)型材弹性模量:E=(0.7×10^5)N/mm^2X轴惯性矩:Ix=()cm^4Y轴惯性矩:Iy=()cm^4X轴抵抗矩:Wx1=()cm^3X轴抵抗矩:Wx2=()cm^3Y轴抵抗矩:Wy1=()cm^3Y轴抵抗矩:Wy2=()cm^3型材截面积:A=()cm^2型材计算校核处壁厚:t=()mm型材截面面积矩:Ss=()cm^3塑性发展系数:γ=1.052.幕墙横梁的强度计算:校核依据:Mx/γWx+My/γWy≤ｆa=(84.2)(JGJ102-965.5.2)第-26-页共26页 (1)横梁在自重作用下的弯矩(kN•m)H:幕墙分格高:()mGAk:横梁自重(包括玻璃自重)()N/m^2Gk:横梁自重荷载线分布均布荷载集度标准值(kN/m):Gk=GAk×H/1000=()kN/mG:横梁自重荷载线分布均布荷载集度设计值(kN/m)G=1.2×Gk=()N/mMx1:横梁在自重荷载作用下的弯矩(kN•m)Mx1=G×B^2/8=()kN•m(2)横梁在平行于幕墙平面的集中地震作用产生的弯矩(kN•m)PEK:平行于玻璃幕墙平面的集中地震作用:(kN)βE:动力放大系数,按3.0取定G:幕墙玻璃构件的重量(KN):()αmax:地震影响系数()PEK=βE×αmax×G=()kN平行于玻璃幕墙平面的集中地震作用设计值:PE=rE×PEK=1.3×PEK=()kNME:平行于玻璃幕墙平面的集中地震作用产生的弯矩:ME=PE×B^2/4=()kN•mMx:自重作用和垂直地震作用下横梁弯矩组合值Mx=Mx1+0.6ME=()kN•m(3)横梁在风荷载作用下的弯矩(kN•m)风荷载线分布最大荷载集度标准值(三角形分布)qwk=Wk×B=()kN/m风荷载线分布最大荷载集度设计值qw=1.4×qwk=()kN/mMyw:横梁在风荷载作用下的弯矩(kN•m)Myw=qw×B^2/12=()kN•m(3)水平地震作用下横梁弯矩qEAk:横梁平面外地震荷载:βE:动力放大系数:(3)αmax:地震影响系数最大值:(0.160)GAk:横梁自重(包括玻璃自重)()N/m^2第-26-页共26页 qEAk=3×αmax×GAk/1000(JGJ102-965.2.4)=()kN/m^2qex:水平地震作用线分布最大荷载集度标准值B:幕墙分格宽:()m水平地震作用线分布最大荷载集度标准值(三角形分布)qex=qEAk×B=()KN/mqE:水平地震作用线分布最大荷载集度设计值γE:地震作用分项系数:1.3qE=1.3×qex=()kN/mMyE:地震作用下横梁弯矩:MyE=qE×B^2/12=()kN•m(4)横梁强度:σ:横梁计算强度(N/mm^2):采用SG+SW+0.6SE组合Wx1:X轴抵抗矩:()cm^3Wy2:y轴抵抗矩:()cm^3γ:塑性发展系数:1.05σ=(Mx/Wx1+Myw/Wy2+0.6×MyE/Wy2)×10^3/1.05=()N/mm^2()N/mm^2>ｆa=(84.2)N/mm^2横梁正应力强度不能满足3.幕墙横梁的抗剪强度计算:校核依据:τmax≤[τ]=()N/mm^2(1)Qwk:风荷载作用下横梁剪力标准值(kN)Wk:风荷载标准值:()kN/m^2B:幕墙分格宽:()m风荷载线分布呈三角形分布时：Qwk=Wk×B^2/4=()kN(2)Qw:风荷载作用下横梁剪力设计值(kN)Qw=1.4×Qwk=()kN(3)QEk:地震作用下横梁剪力标准值(kN)地震作用线分布呈三角形分布时：QEk=qEAk×B^2/4=()kN(4)QE:　地震作用下横梁剪力设计值(kN)γE:地震作用分项系数:1.3QE=1.3×QEk=()kN(5)Q:横梁所受剪力:第-26-页共26页 采用Qw+0.6QE组合Q=Qw+0.6×QE=()kN(6)τ:横梁剪应力Ss:横梁型材截面面积矩:()cm^3Iy:横梁型材截面惯性矩:()cm^4t:横梁壁厚:(3.000)mmτ=Q×Ss×100/Iy/t=()N/mm^2()N/mm^2≤()N/mm^2横梁抗剪强度可以满足4.幕墙横梁的刚度计算校核依据:铝型材:Umax≤[U]=20mm且Umax≤L/180(JGJ102-965.5.5)钢型材:Umax≤[U]=15mm且Umax≤L/300(跨度L≤7.5M)钢型材:Umax≤L/500(跨度L≥7.5M)横梁承受呈三角形分布线荷载作用时的最大荷载集度：qwk：风荷载线分布最大荷载集度标准值(KN/m)qwk=Wk×B=()KN/mqex:水平地震作用线分布最大荷载集度标准值(KN/m)qex=qEAk×B=()KN/m水平方向由风荷载和地震作用产生的弯曲:U1=(qwk+0.6×qex)×B^4/E×100/Iy/120=()mm自重作用产生的弯曲:U2=5×Gk×B^4×1000/384/E×100/Ix=()mm综合产生的弯曲为:U=(U1^2+U2^2)^0.5=()mm<=20mmDu=U/B/1000=()>1/180挠度不满足要求八、横梁与立柱连接件计算横梁与立柱连接件计算:1.横梁与立柱间连结(1)横向节点(横梁与角码)N1:连接部位受总剪力:采用Sw+0.6SE组合N1=(Qw+0.6×QE)×1000=()N第-26-页共26页 普通螺栓连接的抗剪强度计算值:（130）N/mm^2(GB50017-2003表3.4.1-4)Nv:剪切面数:1D1:螺栓公称直径:(6.000)mmD0:螺栓有效直径:(5.060)mmNvbh:螺栓受剪承载能力计算:Nvbh=1×3.14×D0^2×(130)/4(GB50017-20037.2.1-1)=()NNum1:螺栓个数:Num1=N1/Nvbh=()取(2)个Ncb:连接部位螺栓抗承压能力计算:t:幕墙横梁壁厚(铝角码壁厚)中较小值:(3.000)mmNcb=D1×t×(120)×num1(GB50017-20037.2.1-3)=()N()N≥(N1)N强度可以满足(2)竖向节点(角码与立柱)GAk:横梁自重(包括玻璃自重)()N/m^2Gk=GAk×H=()N/m横梁自重线荷载设计值(N/m)G=1.2×Gk=()N/mN2:自重荷载(N):N2=G×B/2=()NN:连接处组合荷载:采用SG+SW+0.6SEN=(N1^2+N2^2)^0.5=()NNum2:螺栓个数:Num2=N/Nvbh=()取(2)个Ncbj:连接部位螺栓抗承压能力计算:Lct1:铝角码壁厚(幕墙立柱壁厚)较小值:(3.000)mmNcbj=D1×Lct1×(267)×Num2(GB50017-20037.2.3)=()N()N≥(N)N强度可以满足九、幕墙立柱计算:第-26-页共26页 幕墙立柱计算:幕墙立柱按（简支梁力学）模型进行设计计算：1.选料:(1)风荷载线分布最大荷载集度设计值，竖框承受梯形荷载，计算时按矩形均布考虑。qw:风荷载线分布最大荷载集度设计值(kN/m)rw:风荷载作用效应的分项系数：1.4Wk:风荷载标准值:()kN/m^2B:幕墙分格宽:()mqw=1.4×Wk×B=()kN/m(2)立柱弯矩:Mw:风荷载作用下立柱弯矩(kN.m)qw:风荷载线分布最大荷载集度设计值:()(kN/m)Hsjcg:立柱计算跨度:()mMw=qw×Hsjcg^2/8=()kN•mqEA:地震作用设计值(KN/M^2):GAk:玻璃幕墙构件(包括玻璃和框)的平均自重:()N/m^2垂直于玻璃幕墙平面的分布水平地震作用:qEAk:垂直于玻璃幕墙平面的分布水平地震作用(kN/m^2)qEAk=3×αmax×GAk(JGJ102-965.2.4)=()kN/m^2γE:幕墙地震作用分项系数:1.3qEA=1.3×qEAk=()kN/m^2qE：水平地震作用线分布最大荷载集度设计值，竖框承受梯形荷载，计算时按矩形均布考虑。qE=qEA×B=()kN/mME:地震作用下立柱弯矩(kN•m):第-26-页共26页 ME=qE×Hsjcg^2/8=()kN•mM:幕墙立柱在风荷载和地震作用下产生弯矩(kN•m)采用SW+0.6SE组合M=Mw+0.6×ME=()kN•m(3)W:立柱抗弯矩预选值(cm^3)W=M×10^3/1.05/(84.2)=()cm^3qWk:风荷载线分布最大荷载集度标准值(kN/m)qWk=Wk×B=()kN/mqEk:水平地震作用线分布最大荷载集度标准值(kN/m)qEk=qEAk×B=()kN/m(4)I1,I2:立柱惯性矩预选值(cm^4)I1=(900)×(qWk+0.6×qEk)×Hsjcg^3/384/(0.7)=()cm^4I2=(5000)×(qWk+0.6×qEk)×Hsjcg^4/384/(0.7)/(20)=()cm^4选定立柱惯性矩应大于:I1I2中较大值()cm^42.选用立柱型材的截面特性:型材强度设计值:(85.500)N/mm^2型材弹性模量:E=（0.7×10^5）N/mm^2X轴惯性矩:Ix=（）cm^4Y轴惯性矩:Iy=（）cm^4X轴抵抗矩:Wx1=（）cm^3X轴抵抗矩:Wx2=（）cm^3型材截面积:A=（）cm^2型材计算校核处壁厚:t=（）mm型材截面面积矩:Ss=（）cm^3塑性发展系数:γ=1.05第-26-页共26页 3.幕墙立柱的强度计算:校核依据:N/A+M/γ/w≤ｆa=(85.5)N/mm^2(拉弯构件)(JGJ102-965.5.3)B:幕墙分格宽:()mGAk:幕墙自重:()N/m^2幕墙自重线荷载:Gk=GAk×B/1000=()kN/mNK:立柱受力:Nk=Gk×Hsjcg=()kNN:立柱受力设计值:rG:结构自重分项系数:1.2N=1.2×Nk=()kNσ:立柱计算强度(N/mm^2)(立柱为拉弯构件)N:立柱受力设计值:()kNA:立柱型材截面积:()cm^2M:立柱弯矩:()kN•mWx2:立柱截面抗弯矩:()cm^3γ:塑性发展系数:1.05σ=N×10/A+M×10^3/1.05/Wx2=()N/mm^2()N/mm^2≤ｆa=(85.5)N/mm^2立柱强度可以满足第-26-页共26页 4.幕墙立柱的刚度计算:校核依据:铝型材:Umax≤[U]=20mm且Umax≤L/180(JGJ102-965.5.5)钢型材:Umax≤[U]=15mm且Umax≤L/300(跨度L≤7.5M)钢型材:Umax≤L/500(跨度L≥7.5M)Umax:立柱最大挠度EIx×d2U/dx2=R1×X-P横梁×(X-H/4)-(Q风+Q地)×X2/2EIx×dU/dx=(R1-P横梁)×X2/2+P横梁×X×H/4-(Q风+Q地)×X3/6+CEIx×U=(R1-P横梁)×X3/6+P横梁×X2×H/8-(Q风+Q地)×X4/24+CX+D边界条件：当X=0时，U=（0）当X=（H/2）时，dU/dx=（0）立柱最大挠度Umax为:（）mm≤（20）mmDu:立柱挠度与立柱计算跨度比值:Hsjcg:立柱计算跨度:（）m第-26-页共26页 Du=U/Hsjcg/1000=（）≤（1/180）挠度可以满足要求5.立柱抗剪计算:校核依据:τmax≤[τ]=()N/mm^2(1)Qwk:风荷载作用下剪力标准值(kN)Qwk=Wk×Hsjcg×B/2=()kN(2)Qw:风荷载作用下剪力设计值(kN)Qw=1.4×Qwk=()kN(3)QEk:地震作用下剪力标准值(kN)QEk=qEAk×Hsjcg×B/2=()kN(4)QE:地震作用下剪力设计值(kN)QE=1.3×QEk=()kN(5)Q:立柱所受剪力:采用Qw+0.6QE组合Q=Qw+0.6×QE=()kN(6)立柱剪应力:τ:立柱剪应力:Ss:立柱型材截面面积矩:()cm^3Ix:立柱型材截面惯性矩:()cm^4t:立柱壁厚:(3.000)mmτ=Q×Ss×100/Ix/t=()N/mm^2()N/mm^2≤[τ]=()N/mm^2立柱抗剪强度可以满足十、立梃与主结构连接立梃与主结构连接:Lct2:连接处钢角码壁厚:(8.000)mmD2:连接螺栓直径:(10.000)mmD0:连接螺栓直径:(8.590)mm采用SG+SW+0.6SE组合N1wk:连接处风荷载总值(N):N1wk=Wk×B×Hsjcg×1000=()N连接处风荷载设计值(N):N1w=1.4×N1wk=()NN1Ek:连接处地震作用(N):N1Ek=qEAk×B×Hsjcg×1000第-26-页共26页 =()NN1E:连接处地震作用设计值(N):N1E=1.3×N1Ek=()NN1:连接处水平总力(N):N1=N1w+0.6×N1E=()NN2:连接处自重总值设计值(N):N2k=GAk×B×Hsjcg×1000=()NN2:连接处自重总值设计值(N):N2=1.2×N2k=()NN:连接处总合力(N):N=(N1^2+N2^2)^0.5=()NNvb:螺栓的承载能力:Nv:连接处剪切面数:(2)Nvb=2×3.14×D0^2×(130)/4(GB50017-20037.2.1-1)=()NNum1:立梃与建筑物主结构连接的螺栓个数:Num1=N/Nvb=()个取(2)个Ncbl:立梃型材壁抗承压能力(N):D2:连接螺栓直径:(10.000)mmNv:连接处剪切面数:2t:立梃壁厚:(3.000)mmNcbl=D2×2×(120)×t×Num1(GB50017-20037.2.1-3)=（）NNcbl=（）N≥()N强度可以满足Ncbg:钢角码型材壁抗承压能力(N):Ncbg=D2×2×(267)×Lct2×Num1(GB50017-20037.2.1-3)=()N()N≥(N)N强度可以满足十一、幕墙预埋件总截面面积计算第-26-页共26页 幕墙预埋件计算:本工程预埋件受拉力和剪力V:剪力设计值:V=N2=（）NN:法向力设计值:N=N1=（）NM:弯矩设计值(N•mm):e2:螺孔中心与锚板边缘距离:（60.000）mmM=V×e2+N1×e1=（）N•mNum1:锚筋根数:（4）根锚筋层数:2层Kr:锚筋层数影响系数:1.000关于混凝土：混凝土标号C30混凝土强度设计值:fc=15.000N/mm^2按现行国家标准≤混凝土结构设计规范≥GBJ10采用。选用二级锚筋锚筋强度设计值:fy=（310.000）N/mm^2d:钢筋直径:（Φ12.000）mmαv:钢筋受剪承载力系数:αv=(4-0.08×d)×(fc/fy)^0.5(JGJ102-965.7.10-5)=（）t:锚板厚度:（10.000）mmαb:锚板弯曲变形折减系数:αb=0.6+0.25×t/d(JGJ102-965.7.10-6)=（）第-26-页共26页 Z:外层钢筋中心线距离:（160.000）mmAs:锚筋实际总截面积:As=Num1×3.14×d^2/4=（）mm^2锚筋总截面积计算值:As1=(V/Kr/αv+N/0.8/αb+M/1.3/Kr/αb/Z)/fy(JGJ102-965.7.10-1)=（）mm^2As2=(N/0.8/αb+M/0.4/Kr/αb/Z)/fy(JGJ102-965.7.10-2)=（）mm^2（As1）mm^2≤（As）mm^2（As2）mm^2≤（As）mm^24根φ12.000锚筋可以满足要求A:锚板面积:（60000.000）mm^20.5fcA=（450000.000）NN=（）N≤0.5fcA锚板尺寸可以满足要求十二、幕墙预埋件焊缝计算幕墙预埋件焊缝计算:Hf:焊缝厚度8.000L:焊缝长度100.000σm:弯矩引起的应力σm=6×M/(2×0.7Hf×(L-2Hf)^2×1.22)=()N/mm^2σn:法向力引起的应力σn=N/(2×0.7Hf×(L-2Hf)×1.22)(GB50017-20037.1.3-1)=()N/mm^2τ:剪应力τ=V/(2×0.7Hf×(L-2Hf))(GB50017-20037.1.3-2)=()N/mm^2σ:总应力σ=(((σm+σn)/1.22)^2+τ^2)^0.5=()()N/mm^2≤(160)N/mm^2焊缝强度可以满足!第-26-页共26页'